КОНСТРУКЦИЯ ИСКРОВОГО РАЗРЯДНИКА С ДВУМЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПЛОСКИМИ ЭЛЕКТРОДАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ С ПРОМЕЖУТКОМ В КОРПУСЕ НАПРОТИВ ДРУГ ДРУГА Российский патент 2015 года по МПК H01T4/02 H01T4/10 

Область техники

Изобретение относится к устройству искрового разрядника с двумя предпочтительно плоскими электродами, расположенными в теле корпуса на расстоянии напротив друг друга, образующими камеру горения электрической дуги, а также с камерой для охлаждения газов и выравнивания давления, соединенной с камерой горения электрической дуги, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из патентного документа DE 19845889 В4 известно устройство искрового разрядника для применения в системах электропитания, имеющее дугогасительную камеру, внутри которой происходит пробой промежутка между двумя электродами искрового разрядника посредством электрической дуги. К дугогасительной камере подсоединена промежуточная камера, объем которой существенно больше, чем объем дугогасительной камеры. Кроме того, имеется соединение между дугогасительной камерой и промежуточной камерой в форме герметичного металлического проходного канала, который вдается внутрь промежуточной камеры и заканчивается боковыми отверстиями для изменения направления течения газа.

Такое решение позволяет выполнить капсулирование, чтобы сделать возможным монтаж искрового разрядника даже там, где, как правило, применение задувающих разрядников невозможно или ограниченно возможно из-за пожароопасности.

Раскрытие изобретения

Из вышеизложенного следует задача изобретения - создать усовершенствованное устройство искрового разрядника, которое подходит для использования при высокой нагрузке от тока молнии и при низких токах последействия, т.е., в частности, для переключения между N и РЕ, причем устройство искрового разрядника должно быть незадувающим, и использовать только небольшое монтажное пространство. Кроме того, должна создаваться возможность экономичного и простого совмещения нескольких одинаковых или аналогичных разрядников, либо реализации сквозного соединения и механического соединения соответствующих искровых разрядников при их последовательном расположении.

Решение задачи изобретения достигнуто благодаря комбинации признаков технического решения по пункту 1 формулы изобретения, причем зависимые пункты формулы изобретения включают в себя по меньшей мере целесообразные варианты осуществления и усовершенствования изобретения.

Изобретение предлагает устройство искрового разрядника с двумя предпочтительно плоскими электродами, расположенными в теле корпуса на расстоянии напротив друг друга, которые образуют камеру горения электрической дуги. Кроме того, имеется пространство для охлаждения газов и выравнивания давления, соединенное с камерой горения электрической дуги, выполненное как соответствующая камера выравнивания давления.

Согласно изобретению тело корпуса изготовлено из двух основных частей корпуса, предпочтительно из синтетического диэлектрического материала. В противоположных плоскостях каждой из основных частей корпуса имеется соответствующая первая выемка для контактной планки электрода. Контактные планки электродов соединены с известными соединительными клеммами на наружной стороне тела корпуса. Выполнение этого соединения возможно при помощи клепки или геометрического замыкания. Контактные планки электродов соединены с самими электродами, например, клепкой. Таким образом, для соответствующих целей находят применение самые экономичные материалы.

Каждая из основных частей корпуса имеет первую камеру для приема держателя для электродов, выполненного из диэлектрика, и вторую камеру для приема блока охлаждения с высокой теплоемкостью, содержащего каналы. Блок охлаждения может состоять из металлического материала и иметь каналы в форме меандра, фрезерованные или сформированные иным способом, для многократного отклонения потока газа с целью соответствующего охлаждения и снижения давления.

Кроме того, предусмотрена U-образная скоба, которая охватывает снаружи основные части корпуса, по меньшей мере, в области приема блока охлаждения. Эта U-образная скоба с высокой теплоемкостью механически, например, клепкой, соединена с основными частями корпуса с возможностью выдерживания давления.

В торцевой стороне основных частей корпуса, в области для приема блока охлаждения, имеются небольшие щели или отверстия, позволяющие осуществлять выравнивание давления. В области этих небольших отверстий устремляющийся туда газ дополнительно охлаждается U-образной скобой, и его давление понижается.

Перпендикулярно плоскости между первыми выемками в по меньшей мере одной из основных частей корпуса выполнена вторая выемка в виде сквозной щели, которая принимает в себя присоединенное к электроду продолжение контактной планки, что делает возможным очень простое и механически прочное нанизывание с электрическим подсоединением нескольких таких устройств искровых разрядников.

Одна из контактных планок для электродов имеет выполненную заодно с ней накладку для приема плавкой детали, изменяющей свою форму при высокой температуре, причем эта деталь подвергается нагрузке определенной упругой силой и непосредственно или опосредованно взаимодействует с индикаторным элементом, так что имеется возможность сигнализировать о тепловой перегрузке.

Для настройки более низкого напряжения срабатывания предусмотрено триггерное устройство, находящееся в выемке или в полости части, изготовленной из диэлектрика.

Триггерное устройство реализовано предпочтительно в виде тонкой печатной платы, которая несет на себе конструктивные элементы, необходимые для настройки. Один конец печатной платы выступает в промежуток между электродами, чтобы действовать там в качестве управляющего или пускового электрода.

Основные части корпуса образуют плоское тело корпуса предпочтительно прямоугольной формы, так что возможен монтаж конструкции корпуса в произвольно конфигурируемый внешний кожух.

Краткое описание графических материалов

Ниже изобретение более подробно разъясняется на основе варианта осуществления при помощи фигур.

При этом показаны:

Фиг.1 - изображение одного из электродов с контактной планкой и присоединенным продолжением контактной планки, а также состояние с механически зафиксированной соединительной клеммой (правая часть изображения);

Фиг.2 - изображение, аналогичное фиг.1, но с соединительной накладкой для приема деформируемой плавкой детали, а также индикаторного элемента и пружины для создания силы давления;

Фиг.3а - изображение устройства искрового разрядника без верхней основной части корпуса обозначенным стрелкой направлением течения газа внутри блока охлаждения;

Фиг.3b - изображение, аналогичное фиг.3а, с видимой продленной контактной планкой, а также U-образной скобой, которая задвигается после монтажа второй основной части корпуса, еще недостающей на фигурах 3а и 3b, и механически соединяется с основными частями корпуса;

Фиг.4 - вид держателя для электродов, выполненного из диэлектрика, со вставляемой в него печатной платой, несущей электрическую схему для зажигания;

Фиг.5 - полностью смонтированное устройство искрового разрядника с U-образной скобой, которая фиксирует основные части тела корпуса, и с продленной контактной планкой для нанизывания на нее дальнейших устройств искровых разрядников, одновременно контактирующих друг с другом.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, искровой разрядник имеет электроды 1, каждый из которых посредством силового и/или геометрического замыканиям либо неразъемным образом соединен с соответствующей контактной дугой 2.

Возможно соединение одного из обоих электродов с продленной контактной планкой 3 для осуществления электрического контакта и механического скрепления со следующими модулями разрядников, как это видно, например, на фиг.5.

Контактные планки, в частности, более длинная контактная планка 3, проводятся геометрически таким образом, что несмотря на высокую токовую нагрузку в случае разряда между отдельными модулями разрядника почти не возникает электромагнитное силовое взаимодействие.

На фиг.2 еще раз показан предварительно смонтированный блок из электрода 1, контактной детали 2 и удлиненной контактной планки 3, здесь дополненной накладкой 4, которая служит для помещения на ней профильной детали 5 с заданной низкой температурой плавления, например, паяной профильной детали или воскового штифта. Профильная деталь 5 контролирует как тепловую нагрузку на окружающие ее пластмассовые детали, т.е. основные части корпуса или держатели 11 для диэлектрика (см. фиг.4), так и температуру металлических деталей.

При соответствующей деформации предварительно напряженная пружина 7 перемещает движок 6 индикатора.

На фиг.3а, 3b и 5 показаны устройства искровых разрядников в незадувающем исполнении.

Возникающая нагрузка от давления крайне сокращается благодаря интегрированному блоку 8 охлаждения, предпочтительно из материала с высокой теплоемкостью, например, меди, и имеющимся в нем каналам для изменения направления газа. Выравнивание давления с окружающим пространством, все еще необходимое, происходит посредством имеющих форму меандра каналов самого малого сечения в области 13 с фиг.3b.

На фиг.3а и 3b показана нижняя основная часть 14 корпуса, которая имеет соответствующие выемки как для держателя 11 из диэлектрика, так и для блока 8 охлаждения. Здесь видно также положение внешних соединительных клемм 15.

После установки второй основной части 16 корпуса (см. фиг.5) надвигается U-образная скоба 9, в частности, жестяная скоба, и при помощи имеющихся в ней отверстий 17, сочетающихся с выемками 18 в основных частях корпуса или в диэлектрике 11, соединяется с последними.

U-образная скоба 9 служит для дополнительного охлаждения, продолжает каналы в форме меандра и также способствует понижению давления. Она выполнена изолированной от электрических деталей.

Для реализации более низких напряжений срабатывания, например, в области 1,5 кВ, если это желательно, возможно оборудование искрового разрядника соответствующим необходимым вспомогательным блоком зажигания.

Необходимая схема зажигания, предпочтительно включающая в себя соединение из варистора и газового разрядника для управления внутренним искровым разрядником, находится на пластине 10 из диэлектрика. Она полностью интегрирована в держатель 11 из диэлектрика, который в свою очередь находится в теле корпуса 13, в целом устойчивом к воздействию давления.

Тонкая пленка 10 диэлектрика служит не только как носитель для конструктивных элементов вспомогательного контура зажигания, но - посредством соответствующей конечной части, которая вдается в пространство между электродами, - также и в качестве управляющего электрода.

Отверстия 18 в держателе 11 из диэлектрика окружены колпаками 12, которые служат для приема контактных дуг 2 с соответствующими основными электродами 1, для чего в контактных дугах предусмотрены отверстия, соответствующим образом подходящие по размерам к соответствующим колпакам.

Изобретение относится к устройству искрового разрядника. Искровой разрядник содержит два плоских электрода, расположенных в корпусе на расстоянии напротив друг друга, образующие камеру горения электрической дуги. Камера для охлаждения газов и выравнивания давления соединена с камерой горения электрической дуги. Тело корпуса сформировано из двух основных частей корпуса, в каждой из которых в противоположных плоскостях имеется соответствующая первая выемка для контактной планки электрода. Контактные планки электродов соединены с соединительными клеммами на наружной стороне тела корпуса. Каждая из основных частей корпуса имеет первую камеру для приема выполненного из диэлектрика держателя для электродов и вторую камеру для приема блока охлаждения с высокой теплоемкостью, имеющего каналы. Теплопроводящая U-образная скоба охватывает снаружи основные части корпуса в области приема блока охлаждения, которая механически соединена с основными частями корпуса с возможностью выдерживать давление. Технический результат изобретения заключается в возможности использования разрядника при высоких нагрузках от тока и при низких токах последствия. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство искрового разрядника с двумя предпочтительно плоскими электродами, расположенными в теле корпуса на расстоянии напротив друг друга, образующими камеру горения электрической дуги, а также с камерой для охлаждения газов и выравнивания давления, соединенной с камерой горения электрической дуги, отличающееся тем, что тело корпуса сформировано из двух основных частей корпуса, в каждой из которых в противоположных плоскостях имеется соответствующая первая выемка для контактной планки электрода, причем контактные планки электродов соединены с соединительными клеммами на наружной стороне тела корпуса, а каждая из основных частей корпуса имеет первую камеру для приема выполненного из диэлектрика держателя для электродов и вторую камеру для приема блока охлаждения с высокой теплоемкостью, имеющего каналы, при этом предусмотрена теплопроводящая U-образная скоба, которая охватывает снаружи основные части корпуса по меньшей мере в области приема блока охлаждения и которая механически соединена с возможностью выдерживания давления с основными частями корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перпендикулярно плоскости между первыми выемками в по меньшей мере одной из основных частей корпуса выполнена вторая выемка в виде сквозной щели для приема продолжения контактной планки, подсоединенного или подсоединяемого к электроду, для обеспечения возможности нанизывания на него дальнейших устройств искровых разрядников с их одновременным электрическим подсоединением.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что одна из контактных планок для электродов имеет выполненную заодно с ней накладку для приема плавкой детали, изменяющей свою форму при высокой температуре, причем указанная деталь подвергается нагрузке определенной упругой силой и непосредственно или опосредованно взаимодействует с индикаторным элементом.

4. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что для настройки более низкого напряжения срабатывания предусмотрено триггерное устройство, расположенное в выемке или в полости держателя, выполненного из диэлектрика.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что триггерное устройство включает в себя тонкую печатную плату, конец которой выступает в промежуток между электродами.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основные части корпуса образуют плоское тело корпуса предпочтительно прямоугольной формы так, что обеспечена возможность монтажа конструкции корпуса в произвольно конфигурируемый внешний кожух.